(57)【要約】【課題】生産性が高く、均一かつ安定なプラズマを発生させることが可能であるとともに、温度変化や高圧の電圧負荷による電極の破損を有効に防止し得る耐熱性に優れたプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極を提供する。【解決手段】平板部６の表面に櫛形状に突条部２が配設された誘電材料からなる第一の成形部材１０の裏面と、平板状の誘電材料からなる第二の成形部材１２との間に、導電体からなる導電膜２０を介在させて圧着・一体化することにより、導電膜２０が埋設された構造を有し、且つ第一の成形部材１０の平板部６と突条部２とが、一体成形されたプラズマ発生電極用成形体１５である。前記成形体１５同士を積層し、得られた積層体の最上面に導電膜が埋設された平板状の成形体３０を載置した後、焼成・一体化することによりプラズマ発生電極４０を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形部材の裏面と、平板状の誘電材料からなる第二の成形部材との間に、導電体からなる導電膜を介在させて圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設された構造を有し、且つ前記第一の成形部材の平板部と突条部とが、一体成形されたものであるプラズマ発生電極用成形体。
【請求項２】
一方の押出成形機により平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形シートを一体的に押し出して第一の搬送ラインで搬送するとともに、前記押出成形機と平行配置させたもう一方の押出成形機により平板状の誘電材料からなる第二の成形シートを押し出して第二の搬送ラインで搬送する際、前記第一の成形シート又は前記第二の成形シートの平坦面に、導電膜を所定のパターンで形成した後、前記第一の成形シート及び前記第二の成形シートを密着させ、前記第一の成形シートと前記第二の成形シートを前記導電膜を介在させながら圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設され、且つ平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された片櫛状の積層シートを所定の寸法で切断するプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項３】
前記第一の成形シートと前記第二の成形シートを密着させる方法として、双ロールを用いる請求項２に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項４】
前記一方の押出成形機及びこれに平行に配置された前記もう一方の押出成形機におけるそれぞれの成形シートの押出し速度が、共に同期しているとともに、前記導電膜のパターン形成時間を確保できる速度である請求項２又は３に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項５】
請求項１に記載の成形体同士を積層し、得られた積層体の最上面又は最下面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【請求項６】
平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形部材及び第二の成形部材の裏面同士で、導電膜を介在させて圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設された構造を有し、且つ前記第一の成形部材及び前記第二の成形部材の平板部と突条部とが、一体成形されたものであるプラズマ発生電極用成形体。
【請求項７】
一方の押出成形機により平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形シートを一体的に押し出して第一の搬送ラインで搬送するとともに、前記押出成形機と平行に配置されたもう一方の押出成形機により平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第三の成形シートを一体的に押し出して第二の搬送ラインで搬送する際、前記第一の成形シート又は第三の成形シートのいずれか一方の平坦面に導電膜を所定のパターンで形成した後、前記第一の成形シート及び前記第三の成形シートを密着させ、前記導電膜を介在させながら前記第一の成形シート及び第三の成形シートを圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設された両櫛状の積層シートを所定の寸法で切断するプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項８】
前記第一の成形シートと前記第三の成形シートを密着させる方法として、双ロールを用いる請求項７に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項９】
前記一方の押出成形機及びこれに平行に配置された前記もう一方の押出成形機におけるそれぞれの成形シートの押出し速度が、共に同期しているとともに、前記導電膜のパターン形成時間を確保できる速度である請求項７又は８に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の成形体の片面及び／又は両面に、導電膜が埋設された平板状の成形体を載置しつつ、請求項６に記載の成形体を積層した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【請求項１１】
平板部の表面に櫛形状に突条部が配設されるとともに、前記平板部の裏面にキャビティを有する誘電材料からなる第一の成形部材に、前記キャビティと相補関係にあり、且つ表面に導電膜が形成された平板状の誘電材料からなる第二の成形部材を嵌合・一体化することにより、導電膜が埋設された構造を有し、且つ前記第一の成形部材の平板部と突条部とが、一体成形されたものであるプラズマ発生電極用成形体。
【請求項１２】
第一の押出成形機により平板状の誘電材料からなる第二の成形シートを押し出して搬送ラインで搬送する際、前記第二の成形シートの表面に導電膜を所定のパターンで形成した後、第二の押出成形機内に搬送され、前記第二の成形シート上に平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された第四の成形シートを一体的に押し出しつつ、前記第二の成形シートと圧着・一体化させることにより、前記導電膜が埋設され、且つ平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された片櫛状の積層シートを一体的に得、得られた前記積層シートを所定の寸法で切断するプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の成形体同士を積層し、得られた積層体の最上面又は最下面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【請求項１４】
それぞれの送給流路から押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、平板状に配設された誘電材料との間に、所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された口金から同時に押出成形することにより、導電材料が誘電材料に埋設された構造を有し、且つ平板部の片面に櫛形状に突条部が配設されたプラズマ発生電極用成形体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の成形体同士を積層し、得られた積層体の最上面又は最下面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【請求項１６】
それぞれの送給流路から押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料との間に、所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された口金から同時に押出成形することにより、導電材料が誘電材料に埋設された構造を有し、且つ平板部の両面に櫛形状に突条部が配設されたプラズマ発生電極用成形体。
【請求項１７】
請求項１６に記載の成形体の片面及び／又は両面に、導電膜が埋設された平板状の成形体を載置しつつ、請求項１６に記載の成形体を積層した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【請求項１８】
それぞれの送給流路から押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、平板状の誘電材料又は平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料との間に、所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置されたものを、更に縦方向に複数個並列させた口金から同時に押出成形することにより得られた成形体の焼成体であるプラズマ発生電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極に関する。さらに詳しくは、温度変化による電極の破損を有効に防止し得るためのプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
二枚の電極間に誘電体を配置し高電圧の交流、あるいは周期パルス電圧をかけることにより、無声放電が発生し、これによりできるプラズマ場では活性種、ラジカル、イオンが生成され、気体の反応、分解を促進することが知られており、これをエンジン排気ガスや各種の焼却炉排気ガスに含まれる有害成分の除去に利用できることが知られている。
【０００３】
例えば、エンジン排気ガスや各種の焼却炉排気ガスを、プラズマ場内を通過させることによって、このエンジン排気ガスや各種の焼却炉排気ガス中に含まれる、例えば、ＮＯｘ、カーボン微粒子、ＨＣ、ＣＯ等を処理する、プラズマ反応器等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１６４９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プラズマをできるかぎり低電力で安定的に均一に発生させる構造を採ろうとすると、プラズマ発生電極を構成する各電極（単位電極）間の距離を小さくする必要があり、部品点数が多くなるとともに組み付けが煩雑となり生産性が低いという問題があった。また、排ガスがプラズマ発生電極を通過するときの圧力損失を小さくしようとすると、上記単位電極自体を薄くする必要があるが、薄くした単位電極は変形しやすいため単位電極の弛み等により単位電極間の距離が部分的に異なり、全体的に一定とならないため、プラズマが不均一になるという問題があった。さらに、プラズマ発生電極に熱応力が加わったときには、熱応力によりプラズマ発生電極が破損することがあるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、生産性が高く、均一かつ安定なプラズマを発生させることが可能であるとともに、温度変化や高圧の電圧負荷による電極の破損を有効に防止し得る耐熱性に優れたプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明は、以下のプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極を提供するものである。
【０００７】
［１］  平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形部材の裏面と、平板状の誘電材料からなる第二の成形部材との間に、導電膜を介在させて圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設された構造を有し、且つ前記第一の成形部材の平板部と突条部とが、一体成形されたものであるプラズマ発生電極用成形体。
【０００８】
［２］  一方の押出成形機により平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形シートを一体的に押し出して第一の搬送ラインで搬送するとともに、前記押出成形機と平行配置させたもう一方の押出成形機により平板状の誘電材料からなる第二の成形シートを押し出して第二の搬送ラインで搬送する際、前記第一の成形シート又は前記第二の成形シートの平坦面に、導電膜を所定のパターンで形成した後、前記第一の成形シート及び前記第二の成形シートを密着させ、前記第一の成形シートと前記第二の成形シートを前記導電膜を介在させながら圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設され、且つ平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された片櫛状の積層シートを所定の寸法で切断するプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【０００９】
［３］  第一の成形シートと第二の成形シートを密着させる方法として、双ロールを用いる［２］に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【００１０】
［４］  一方の押出成形機及びこれに平行に配置されたもう一方の押出成形機におけるそれぞれの成形シートの押出し速度が、共に同期しているとともに、前記導電膜のパターン形成時間を確保できる速度である［２］又は［３］に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【００１１】
［５］  ［１］に記載の成形体同士を積層し、得られた積層体の最上面又は最下面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【００１２】
［６］  平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形部材及び第二の成形部材の裏面同士で、導電膜を介在させて圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設された構造を有し、且つ前記第一の成形部材及び前記第二の成形部材の平板部と突条部とが、一体成形されたものであるプラズマ発生電極用成形体。
【００１３】
［７］  一方の押出成形機により平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形シートを一体的に押し出して第一の搬送ラインで搬送するとともに、前記押出成形機と平行に配置されたもう一方の押出成形機により平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第三の成形シートを一体的に押し出して第二の搬送ラインで搬送する際、前記第一の成形シート又は第三の成形シートのいずれか一方の平坦面に導電膜を所定のパターンで形成した後、前記第一の成形シート及び前記第三の成形シートを密着させ、前記導電膜を介在させながら前記第一の成形シート及び第三の成形シートを圧着・一体化することにより、前記導電膜が埋設された両櫛状の積層シートを所定の寸法で切断するプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【００１４】
［８］  第一の成形シートと第三の成形シートを密着させる方法として、双ロールを用いる［７］に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【００１５】
［９］  一方の押出成形機及びこれに平行に配置されたもう一方の押出成形機におけるそれぞれの成形シートの押出し速度が、共に同期しているとともに、前記導電膜のパターン形成時間を確保できる速度である［７］又は［８］に記載のプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【００１６】
［１０］  ［６］に記載の成形体の片面及び／又は両面に、導電膜が埋設された平板状の成形体を載置しつつ、［６］に記載の成形体を積層した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【００１７】
［１１］  平板部の表面に櫛形状に突条部が配設されるとともに、前記平板部の裏面にキャビティを有する誘電材料からなる第一の成形部材に、前記キャビティと相補関係にあり、且つ表面に導電膜が形成された平板状の誘電材料からなる第二の成形部材を嵌合・一体化することにより、導電膜が埋設された構造を有し、且つ前記第一の成形部材の平板部と突条部とが、一体成形されたものであるプラズマ発生電極用成形体。
【００１８】
［１２］  第一の押出成形機により平板状の誘電材料からなる第二の成形シートを押し出して搬送ラインで搬送する際、前記第二の成形シートの表面に導電膜を所定のパターンで形成した後、第二の押出成形機内に搬送され、前記第二の成形シート上に平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された第四の成形シートを一体的に押し出しつつ、前記第二の成形シートと圧着・一体化させることにより、前記導電膜が埋設され、且つ平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された片櫛状の積層シートを一体的に得、得られた前記積層シートを所定の寸法で切断するプラズマ発生電極用成形体の成形方法。
【００１９】
［１３］  ［１１］に記載の成形体同士を積層し、得られた積層体の最上面又は最下面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【００２０】
［１４］  それぞれの送給流路から押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、平板状に配設された誘電材料との間に、所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された口金から同時に押出成形することにより、導電材料が誘電材料に埋設された構造を有し、且つ平板部の片面に櫛形状に突条部が配設されたプラズマ発生電極用成形体。
【００２１】
［１５］  ［１４］に記載の成形体同士を積層し、得られた積層体の最上面又は最下面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【００２２】
［１６］  それぞれの送給流路から押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料との間に、所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された口金から同時に押出成形することにより、導電材料が誘電材料に埋設された構造を有し、且つ平板部の両面に櫛形状に突条部が配設されたプラズマ発生電極用成形体。
【００２３】
［１７］  ［１６］に記載の成形体の片面及び／又は両面に、導電膜が埋設された平板状の成形体を載置しつつ、［１６］に記載の成形体を積層した後、焼成・一体化されてなるプラズマ発生電極。
【００２４】
［１８］  それぞれの送給流路から押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、平板状の誘電材料又は平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料との間に、所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置されたものを、更に縦方向に複数個並列させた口金から同時に押出成形することにより得られた成形体の焼成体であるプラズマ発生電極。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極は、生産性が高く、均一かつ安定なプラズマを発生させることが可能であるとともに、温度変化や高圧の電圧負荷による電極の破損を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明のプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２７】
図１及び図２は、本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の各例を示すものであり、（ａ）は成形体の断面図、（ｂ）は（ａ）の成形体を構成する第一の成形部材及び第二の成形部材の断面図、（ｃ）は（ａ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【００２８】
本発明の成形体の一例は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形部材１０の裏面と、平板状の誘電材料からなる第二の成形部材１２との間に、導電膜２０を介在させて圧着・一体化することにより、導電膜２０が埋設された構造を有し、且つ第一の成形部材１０の平板部６と突条部２とが、一体成形されたものである。
【００２９】
図１（ａ）に示す成形体１５を用いて、例えば、図１（ｃ）に示すように、成形体１５同士を積層し、得られた積層体の最上面に導電膜が埋設された平板状の成形体３０を載置した後、焼成・一体化することにより、プラズマ発生電極（ユニット電極）４０を得ることができる。尚、プラズマ発生電極は、成形体１５同士の積層体又は成形体１５の表面に導電膜が埋設された平板状の成形体３０が載置されたものからも得ることができる。
【００３０】
また、本発明の成形体の他の例は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形部材１０及び第二の成形部材１１の裏面同士で、導電膜２０を介在させて圧着・一体化することにより、導電膜２０が埋設された構造を有し、且つ第一の成形部材１０及び第二の成形部材１１の平板部６と突条部２とが、一体成形されたものであってもよい。
【００３１】
図２（ａ）に示す成形体１６を用いて、例えば、図２（ｃ）に示すように、成形体１６の片面及び／又は両面に、導電膜が埋設された平板状の成形体３０を載置しつつ、成形体１６を積層した後、焼成・一体化することにより、プラズマ発生電極（ユニット電極）４２を得ることができる。
【００３２】
このとき、本発明の成形体の主な特徴は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、成形部材の平板部６と突条部２とを一体成形することにある。
【００３３】
例えば、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、平板部１０１と突条部１０２とが別体で形成された第一の成形部材１０３の裏面と、平板状の誘電材料からなる第二の成形部材１０４との間に、導電膜２０を介在させて圧着・一体化することにより、導電膜２０が埋設されたプラズマ発生電極用成形体１００を積層して得られた図１４（ｃ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）３６は、平板部１０１と突条部１０２に界面や隙間が存在すると、その部分で集中的に放電が発生し、空間全域に放電を広げてしまうため、高いエネルギーを投入する必要があった。また、突条部の両端が焼成接合になっているため、突条部の成形体の平行度、平面度が精度高くできていないと、両面での接合端部の信頼性が劣り、熱衝撃試験で電極部に亀裂が入ったり、高電圧を負荷した放電試験で絶縁破壊が生じることがあった。
【００３４】
一方、図１（ａ）及び図２（ａ）に示す成形体は、図１４（ａ）に示す成形体と比較して、焼成時における成形部材の平板部６と突条部２との界面や隙間を無くすことができる（図１（ａ）及び図２（ａ）参照）。これは、突条部の片側だけが焼成接合のため、成形体での突条部端面の平面度、平行度の制御は容易になり、接合部での欠陥発生は少ないからである。
【００３５】
これにより、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）４０，４２は、実使用時に、熱応力によるプラズマ発生電極（ユニット電極）の歪みを緩和することができるとともに、導電膜（電極）間の距離を全体的に（全面に渡って）一定にすることができるだけでなく、図１４（ｃ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）３６と比較して、突条部の脱落や破損を大幅に抑制することができるため、絶縁破壊に対して、高い信頼性を得ることができる。
【００３６】
図１（ａ）に示す成形体１５の成形方法は、例えば、図３に示すように、一方（上部）の押出成形機５０により平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形シート９０を一体的に押し出して第一の搬送ライン５６で搬送するとともに、これに平行に配置されたもう一方（下部）の押出成形機５２により平板状の誘電材料からなる第二の成形シート９２を押し出して第二の搬送ライン５７で搬送する際、第二の成形シート１２の平坦面に、導電膜形成装置５３により、導電膜２０を所定のパターンで形成し、更に、接合層形成装置５４により、接合材からなる接合層２４を形成した後、第一の成形シート９０及び第二の成形シート９２を双ロール５８ａ，５８ｂにより密着させ、導電膜２０を介在させながら第一の成形シート９０及び第二の成形シート９２を圧着ロール５９ａ，５９ｂで圧着・一体化することにより、導電膜が埋設され、且つ平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された片櫛状の積層シート９５を得、ブレード８０により、得られた積層シート９５を所定の寸法で切断するものである。
【００３７】
双ロール５８ａ，５８ｂ及び圧着ロール５９ａ，５９ｂは、第一の成形シートの櫛形状の突条部が潰れないようにガイド溝を有することが好ましい。また、双ロール５８ａ，５８ｂは、現実的には、片側が無負荷で回転するローラーで、もう一方が圧力を負荷する構造で回転するロールであることが好ましい。更に、櫛形状の突条部の幅が広く、面積が大きい場合は、平板部を加圧密着させる双ロールと、突条部を加圧密着させる双ロールの二段で圧着・一体化を行うことが、より好ましい。
【００３８】
また、図２（ａ）に示す成形体１６の成形方法は、例えば、図３に示すように、一方（上部）の押出成形機５０により平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第一の成形シート９０を一体的に押し出して第一の搬送ライン５６で搬送するとともに、これに平行に配置されたもう一方（下部）の押出成形機５２により平板部の裏面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料からなる第三の成形シート９４を一体的に押し出して第二の搬送ライン５７で搬送する際、第一の成形シート９０又は第三の成形シート９４のいずれか一方の平坦面に、導電膜形成装置５３により、導電膜２０を所定のパターンで形成し、更に、接合層形成装置５４により、接合材からなる接合層２４を形成した後、第一の成形シート９０及び第三の成形シート９４を双ロール５８ａ，５８ｂにより密着させ、導電膜を介在させながら前記第一の成形シート９０及び第三の成形シート９４を圧着ロール５９ａ，５９ｂで圧着・一体化することにより、導電膜が埋設された両櫛状の積層シート９６を得、ブレード８０により、得られた積層シート９６を所定の寸法に切断するものである。
【００３９】
双ロール５８ａ，５８ｂ及び圧着ロール５９ａ，５９ｂは、第一の成形シート９０及び第三の成形シート９４の櫛形状の突条部が潰れないようにガイド溝を有することが好ましい。また、双ロール５８ａ，５８ｂは、現実的には、片側が無負荷で回転するローラーで、もう一方が圧力を負荷する構造で回転するロールであることが好ましい。更に、櫛形状の突条部の幅が広く、面積が大きい場合は、平板部を加圧密着させる双ロールと、突条部を加圧密着させる双ロールの二段で圧着・一体化を行うことが、さらに好ましい。
【００４０】
このとき、図３に示すように、一方（上部）の押出成形機及びこれに平行に配置されたもう一方（下部）の押出成形機におけるそれぞれの成形シートの押出し速度が、共に同期しているとともに、導電膜のパターン形成時間を確保できる速度であることが好ましい。
【００４１】
尚、図３では、押出成形機５０が上部、押出成形機５２が下部に配置されているが、特に限定されることはなく、押出成形機５０，５２の上下を反対にしたり、押出成形機５０，５２を左右に配置したりすることも可能である。
【００４２】
また、成形シートに導電膜を所定のパターンで形成する場合、図３に示すように、導電膜形成装置５３の導電膜形成手段としてインクジェット印刷を採用することが、簡便であるため好ましいが、特に限定されることはなく、例えば、スクリーン印刷、カレンダーロール、スプレー、静電塗装、ディップ、ナイフコータ、化学蒸着、物理蒸着等も好適に用いることができる。インクジェット印刷で導電膜を形成する場合、導電体を含有したスラリーを用いることが好ましく、スクリーン印刷で導電膜を形成する場合、導電体を含有したペーストを用いることが好ましい。上記ペーストのバインダーには、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂を用いることができる。
【００４３】
更に、導電膜を所定のパターンで形成された成形シートに接合層を形成する場合、図３に示すように、接合層形成装置５４の接合層形成手段としてインクジェット印刷を採用することが、簡便であるため好ましい。尚、パターン化された導電膜を除いた成形シート面に接合層が形成されていることが、成形シート同士の接合時における界面や隙間を無くすことができるため、より好ましい。
【００４４】
本発明の成形体の更に他の例は、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、平板部の表面に櫛形状に突条部が配設されるとともに、前記平板部の裏面にキャビティ３を有する誘電材料からなる第一の成形部材１３に、前記キャビティ３と相補関係にあり、且つ表面に導電膜２０が形成された平板状の誘電材料からなる第二の成形部材１４を嵌合・一体化することにより、導電膜２０が埋設された構造を有し、且つ第一の成形部材１３の平板部６と突条部２とが、一体成形されたものであってよい。
【００４５】
図４（ａ）に示す成形体１７を用いて、例えば、図４（ｃ）に示すように、成形体１７同士を積層し、得られた積層体の最上面に導電膜が埋設された平板状の成形体を載置した後、焼成・一体化することにより、プラズマ発生電極（ユニット電極）４３を得ることができる。尚、プラズマ発生電極は、成形体１７同士の積層体又は成形体１７の表面に導電膜が埋設された平板状の成形体３０が載置されたものからも得ることができる。
【００４６】
また、図４に示す成形体１７を連続的に成形する成形方法は、例えば、図５に示すように、第二の押出成形機により平板状の誘電材料からなる第二の成形シート９２を押し出して搬送ライン５６で搬送する際、第二の成形シート９２の表面に導電膜２０を所定のパターンで形成した後、第三の押出成形機６０内に搬送され、第二の成形シート９２上に平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された第四の成形シート９７を一体的に押し出しつつ、第二の成形シート９２と圧着・一体化させることにより、導電膜２０が埋設され、且つ平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された片櫛状の積層シート９８を一体的に得、得られた積層シート９８を所定の寸法で切断するものである。
【００４７】
尚、本発明で用いる各成形部材又は成形シートの厚さは、同じか又は同程度であることが好ましい。また、各成形部材又は成形シートの厚さについては、特に限定されないが、０．１〜３ｍｍであることが好ましい。これは、各成形部材又は成形シートの厚さが０．１ｍｍ未満の場合、導電膜（電極）相互間の電気絶縁性を確保することができないことがあるからである。一方、各成形部材又は成形シートの厚さが３ｍｍを超過する場合、誘電体として必要とされる厚さを超えて省スペース化の妨げになることがある。
【００４８】
また、本発明で用いる導電膜の厚さは、プラズマ発生電極の小型化、及び排気ガス等を処理する場合に、電極相互間を通過させる被処理流体の抵抗を低減させる等の理由から、０．００１〜０．１ｍｍであることが好ましく、さらに、０．０１〜０．０３ｍｍであることがより好ましい。これは、０．００１ｍｍより薄い場合、耐圧が確保できる均一な導電膜を得ることが難しく、また、０．１ｍｍより厚い場合、両側に挟む誘電体の密着性が劣り、信頼性の高い電極を得ることが難しくなるからである。
【００４９】
本発明の成形体の別の例としては、図６（ａ）及び図７〜１１に示すように、誘電材料供給孔７０から第一の送給流路７１へ押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、誘電材料供給孔７０から第二の送給流路７２へ押し出された平板状の誘電材料との間に、導電材料供給孔７４（図７参照）から第３の送給流路７６へ押し出された所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された口金６２（口金出口７８）から同時に押出成形することにより、図６（ｂ）に示すように、導電材料が誘電材料に埋設された構造を有し、且つ平板部の片面に櫛形状に突条部が配設されたものである。
【００５０】
図６（ｂ）に示す成形体１８を用いて、例えば、図６（ｃ）に示すように、成形体１８同士を積層し、得られた積層体の最上面に導電膜が埋設された平板状の成形体３０を載置した後、焼成・一体化することにより、プラズマ発生電極（ユニット電極）４４を得ることができる。尚、プラズマ発生電極は、成形体１８同士の積層体又は成形体１８の表面に導電膜が埋設された平板状の成形体３０が載置されたものからも得ることができる。
【００５１】
また、本発明の成形体の更に別の例としては、図１２（ａ）に示すように、誘電材料供給孔７０から第一の送給流路７１へ押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、誘電材料供給孔７０から第二の送給流路７２へ押し出された平板状の誘電材料との間に、導電材料供給孔（図示せず）から第三の送給流路７６へ押し出された所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された口金６３（口金出口７８）から同時に押出成形することにより、図１２（ｂ）に示すように、導電材料が誘電材料に埋設された構造を有し、且つ平板部の両面に櫛形状に突条部が配設されたものである。
【００５２】
図１２（ｂ）に示す成形体１９を用いて、例えば、図１２（ｃ）に示すように、成形体１９の片面及び／又は両面に、導電膜が埋設された平板状の成形体３０を載置しつつ、成形体１９を積層した後、焼成・一体化することにより、プラズマ発生電極（ユニット電極）４６を得ることができる。
【００５３】
このとき、本発明の成形体の主な特徴は、図６（ａ）（ｂ）及び図１２（ａ）（ｂ）に示すように、複数種の押出材料を口金内で所定の形状や所定の押出材料の組み合わせになるように誘導しながら同時に押出成形することにある。
【００５４】
例えば、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、平板部１０１と突条部１０２とが別体で形成された第一の成形部材１０３の裏面と、平板状の誘電材料からなる第二の成形部材１０４との間に、導電膜２０を介在させて圧着・一体化することにより、導電膜２０が埋設されたプラズマ発生電極用成形体１００を積層して得られた図１４（ｃ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）３６は、平板部１０１と突条部１０２に界面や隙間が存在すると、その部分で集中的に放電が発生し、空間全域に放電を広げてしまうため、高いエネルギーを投入する必要があった。また、突条部の両端が焼成接合になっているため、突条部の成形体の平行度、平面度が精度高くできていないと、両面での接合端部の信頼性が劣り、熱衝撃試験で電極部に亀裂が入ったり、高電圧を負荷した放電試験で絶縁破壊が生じることがあった。
【００５５】
一方、図６（ｂ）及び図１２（ｂ）に示す成形体は、図１４（ａ）に示す成形体と比較して、焼成時における成形部材の平板部１０１と突条部１０２との界面や隙間を無くすことができる（図６（ｂ）及び図１２（ｂ）参照）。これは、突条部の片側だけが焼成接合のため、成形体での突条部端面の平面度、平行度の制御は容易になり、接合部での欠陥発生は少ないからである。
【００５６】
これにより、図６（ｃ）及び図１２（ｃ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）４４，４６は、実使用時に、熱応力によるプラズマ発生電極（ユニット電極）の歪みを緩和することができるとともに、導電膜（電極）間の距離を全体的に（全面に渡って）一定にすることができる。また、図１４（ｃ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）３６と比較して、突条部の脱落や破損を大幅に抑制することができるため、絶縁破壊に対して、高い信頼性を得ることができる。更に、図６（ｂ）及び図１２（ｂ）に示す成形体は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示す成形体と比較して、第一の成形部材と第二の成形部材との界面や隙間を無くすことができるため、導電材料からなる導電膜との一体性をより高めることができるとともに、一回の押出成形で成形体を作製することができるため、生産性に優れている。
【００５７】
更に、本発明では、図１３（ａ）に示すように、誘電材料供給孔７０から第一の送給流路７１へ押し出された平板部の表面に櫛形状に突条部が配設された誘電材料と、誘電材料供給孔７０から第二の送給流路７２へ押し出された平板状の誘電材料との間に、導電材料供給孔（図示せず）から第三の送給流路７６へ押し出された所定のパターン及び厚さに配設された導電材料が介在するように配置された排出流路７７を、更に縦方向に複数個並列させた口金６４（口金出口７８）から同時に押出成形することにより、予め複数の成形体を積層させたユニット成形体を得ることができ、更に得られたユニット成形体を焼成することにより、図１３（ｂ）に示すプラズマ発生電極（ユニット電極）４８を得ることもできる。
【００５８】
尚、本発明で用いる誘電材料及び導電材料は、誘電体（誘電材料の場合）又は導電体（導電材料の場合）に対して成形バインダーを適正量添加し、成形助剤として、界面活性剤及び水を添加して適正な硬度に調整した練り土（押出成形材料）である。このとき、上記成形バインダーは、ゲル化タイプの有機バインダーであることが好ましく、例えば、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、グリセリンを好適に用いることができる。
【００５９】
本発明で用いる誘電体は、特に限定されないが、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、ムライト、スピネル、コージェライト、窒化珪素、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、ガラス等を好適に用いることができる。
【００６０】
また、本発明で用いる誘電体は、導電膜を誘電体で覆うようにして用いることにより、導電膜単独で放電を行う場合と比較して、スパーク等の片寄った放電を減少させ、小さな放電を複数の箇所で生じさせることが可能となる。このような複数の小さな放電は、スパーク等の放電に比して流れる電流が少ないために、消費電力を削減することができ、さらに、誘電体が存在することにより、誘電膜相互間に流れる電流が制限されて、温度上昇を伴わない消費エネルギーの少ないノンサーマルプラズマを発生させることができる。
【００６１】
本発明で用いる導電体（導電膜）は、導電性に優れた金属を主成分とすることが好ましく、例えば、その主成分が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニア、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属であることが好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
図３に示す成形方法で、図１（ａ）に示すプラズマ電極用成形体を成形した。
更に詳細には、酸化アルミニウム１００重量部に対し熱ゲル化有機バインダー３％重量部及び界面活性剤０．１重量部、に水を添加して水分含有率が２０重量部で適正な硬さに調製した練り土（誘電材料）を調製した。練り土（誘電材料）を真空脱気して棒状にしたものを押出成形した。口金上部は櫛型形状に、口金下部は平板状の成形口となるようセットした。
【００６４】
成形速度１５００ｍｍ／ｍｉｎで両者の成形シート９０，９２を同期させ、下側の平板状の成形シート（第二の成形シート９２）上にインクジエットによりタングステン（導電体）を含有するスラリーを所定パターンに噴射し、上側より押し出されてきた櫛型成形シート（第一の成形シート９０）とロールにより圧着させた（図３参照）。
【００６５】
得られた成形体（図１（ａ）参照）を乾燥後、１００ｍｍ×５５ｍｍ幅に加工し、接合材を平面側に塗布し、同様の寸法で加工した未塗布の櫛部を有する成形体と接着して同様な操作で２５枚積層した。１００℃の乾燥器内で３０分乾燥することにより、埋設型プラズマ電極ユニット成形品を得た。得られた成形品を１６００℃で１ｈｒ還元焼成することにより、一体積層電極ユニット（プラズマ発生電極）を得た（図１（ｃ）参照）。
【００６６】
（比較例１）
実施例１と同じ誘電材料で、図１４（ｂ）に示す平板１０１及び１０４、突条部１０２を作製し、平板１０４には実施例１と同じ方法で導電膜２０を印刷した後に、一体加圧成形し、図１４（ａ）に示す成形体を得た。実施例１と同じ方法で、２５枚の一体積層電極ユニット（プラズマ発生電極）を得た（図１４（ｃ）参照）。
【００６７】
実施例１の電極ユニットは、８ｋＶの１００時間の連続通電パルス負荷でも、絶縁破壊は起きなかったが、比較例１の電極ユニットは、８ｋＶの連続通電パルス負荷試験で、３０時間で突条部端部で絶縁破壊が生じた。
【００６８】
（実施例２）
窒化珪素９０重量％、酸化マグネシウム５重量％、酸化イットリウム５重量％の調合原料１００重量部に対して、成形用バインダーであるメチルセルロースを７％重量部、界面活性剤であるＭＷ−１７を０．５％重量部に、水を２５％重量部加えて混練し、硬度２０の誘電体押出材料（誘電材料）を調整した。
【００６９】
モリブデン９５重量％、窒化珪素５重量％の調合原料１００重量部に対して、メチルセルロースを５％重量部、ＭＷ−１７を０．５％重量部に、水を２０％重量部加えて混練し、硬度２５の導電膜押出材料（導電材料）を調整した。
【００７０】
図１２（ａ）に示す導電膜一体押出口金（口金６３）から前記材料をそれぞれ押し出すことにより、図１２（ｂ）に示す両櫛構造の一体押出電極成形体（プラズマ発生電極用成形体１９）を作製した。図１２（ｂ）に示す成形体１９は、４５×８ｍｍで厚さ０．０２ｍｍの導電膜２０が埋設し、５０×９０ｍｍで、厚さ０．５ｍｍの平板部８の両側に、高さ１ｍｍで幅０．６５ｍｍの突条部２が５ｍｍ間隔で配設されたものである。また、４５×８０ｍｍで厚さ０．０２ｍｍの導電膜が埋設した５０×９０ｍｍで、厚さ０．５ｍｍの平板の一体押出電極成形体（導電膜が埋設された平板状の成形体）を作製した。
【００７１】
次に、両櫛構造電極（プラズマ発生電極用成形体１９）と平板電極（導電膜が埋設された平板状の成形体３０）を各１０枚交互に積層し、１７００℃、窒素中で４時間の焼成を行うことにより、２０段の一体積層電極ユニット（プラズマ発生電極）を得た（図１２（ｃ）参照）。尚、積層には、誘電材料と同じ組成で、水分量を６０％重量部で調整した接合材を積層箇所に塗布した。
【００７２】
（比較例２）
実施例２の誘電材料を用い、比較例１と同様に、図１４（ｂ）に示す平板１０１，１０４及び突条部材１０２を作製し、平板１０４の片面に、モリブデンペーストで実施例２と同じパターンの導電膜２０を印刷したのち、一体焼成し、実施例２と同じ大きさの一体積層電極ユニット（プラズマ発生電極）を得た（図１４（ｃ）参照）。
【００７３】
実施例２の電極ユニットは、６００℃での３０Ｇ加振試験を１００時間行ったが、電極ユニットに破損は認められなかった。一方、比較例２の電極ユニットは、同じ条件で加振試験を行ったが、３時間で突条部端部に微小亀裂が認められた。
【００７４】
（実施例３）
図５に示す成形方法で、図４（ａ）に示すプラズマ電極用成形体１７を成形した。更に詳細には、コージェライト原料１００重量部に対して、メチルセルロースを５％重量部、ＭＷ−１７を０．５％重量部混練し、誘電体押出材料（誘電材料）を調整した。
【００７５】
モリブデン７５重量％にタングステン２５重量％を配合した原料１００重量部に対して、コージェライトを１．０％重量部、バインダーであるエチルセルロースを７％重量部、溶剤であるブチルカルビトールを２０％重量部加えて、導電膜用ペーストを作製した。
【００７６】
誘電材料で作製した幅１００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの押出平板シート（第二の成形シート）に、導電膜用ペーストで幅９０ｍｍ、長さ４５ｍｍの導電膜を等間隔に印刷した。
【００７７】
図５に示すように、導電膜２０が印刷された平板シート（第二の成形シート９２）を、（第三の押出成形機６０に装着された）押出口金の押出方向に対して後方より、誘電材料の押出速度と同期させた速度で挿入させ、誘電材料からなる第四の成形シート９７を一体的に押し出すことにより、片側に櫛状の突条を有する導体埋設一体電極成形体（プラズマ発生電極用成形体）を得た。尚、使用した押出口金は、幅１２０ｍｍで平板部の厚さが０．８ｍｍ、５ｍｍ間隔で幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍの突条部が配設された成形体を押し出す構造を有するものである。
【００７８】
端面端子を設けるために、片側端面から５ｍｍの位置ａを切断し、埋設された導電膜２０端部が電極端面に露出させた（図４（ａ）参照）。側面に導電膜ペーストを塗布し、一体型電極を３０個積層し、窒素−水素還元雰囲気で、１４００℃で焼成することにより、３０段の一体積層電極ユニット（プラズマ発生電極）を得ることができた（図４（ｃ）参照）。
【００７９】
（比較例３）
実施例３の誘電材料を用い、比較例１と同様に、図１４（ｂ）に示す平板１０１，１０４及び突条部材１０２を作製し、平板１０４の片面に、実施例３と同じ導電材料で、同じパターンの導電膜を印刷したのち、一体焼成し、実施例３と同じ大きさの一体積層電極ユニット（プラズマ発生電極）を得た（図１４（ｃ）参照）。
【００８０】
実施例３の電極ユニットは、９００℃の高温ガスと室温の冷却ガスを３Ｎｍ3／ｍｉｎで１０分間隔で交互に流す熱サイクル試験を１００回行ったが、電極ユニットに破損は認められなかった。一方、比較例２の電極ユニットは、同じ条件で熱サイクル試験を行ったが、１５回目で、突条部を破壊起点とする亀裂が、認められた。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のプラズマ発生電極用成形体及びその成形方法、並びにプラズマ発生電極は、エンジン排ガスや各種の焼却炉排ガスから、それらに含有される、ＮＯｘ、カーボン微粒子、ＨＣ、ＣＯ等の有害成分を除去し、外部に排出されるこれらの排ガスを清浄化するために利用することができる。そして、均一かつ安定なプラズマを発生させることが可能であるため、効率的に排ガスの有害成分を除去することが可能であり、耐熱性に優れているため高温で長時間使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は成形体の断面図、（ｂ）は（ａ）の成形体を構成する第一の成形部材及び第二の成形部材の断面図、（ｃ）は（ａ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【図２】本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の他の例を示すものであり、（ａ）は成形体の断面図、（ｂ）は（ａ）の成形体を構成する第一の成形部材及び第二の成形部材の断面図、（ｃ）は（ａ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【図３】図１及び図２に示す成形体の成形方法の一例を示す説明図である。
【図４】本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の更に他の例を示すものであり、（ａ）は成形体の断面図、（ｂ）は（ａ）の成形体を構成する第一の成形部材及び第二の成形部材の断面図、（ｃ）は（ａ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【図５】図４に示す成形体の成形方法の一例を示す説明図である。
【図６】本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の別の例（１）を示すものであり、（ａ）は成形時に使用する口金の断面図、（ｂ）は成形体の断面図、（ｃ）は（ａ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【図７】図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図１２】本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の別の例（２）を示すものであり、（ａ）は成形時に使用する口金の断面図、（ｂ）は成形体の断面図、（ｃ）は（ｂ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【図１３】本発明のプラズマ発生電極用成形体における実施の形態の別の例（３）を示すものであり、（ａ）は成形時に使用する口金の断面図、（ｂ）は（ａ）を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【図１４】プラズマ発生電極用成形体における実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は成形体の断面図、（ｂ）は（ａ）の成形体を構成する平板部と突条部とが別体で形成された第一の成形部材及び第二の成形部材の断面図、（ｃ）は（ａ）の成形体を用いて作製されたプラズマ発生電極（電極ユニット）の断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
２…突条部、６，８…平板部、１０…第一の成形部材、１１，１２…第二の成形部材、１５〜１９…プラズマ発生電極用成形体、２０…導電膜、３０…導電膜が埋設された平板状の成形体、３６，４０，４２，４３，４４，４６，４８…プラズマ発生電極（電極ユニット）、５０…上部の押出成形機、５２…下部の押出成形機、５３…導電膜形成装置、５４…接合層形成装置、５６…第一の搬送ライン（搬送ライン）、５７…第二の搬送ライン、５８ａ，５８ｂ…双ロール、５９ａ，５９ｂ…圧着ロール、６０…第三の押出成形機、６２，６３，６４…口金、７０…誘電材料供給孔、７１…第一の送給流路、７２…第二の送給流路、７４…導電材料供給孔、７６…第三の送給流路、７７…排出流路，７８…口金出口，８０…ブレード、９０…第一の成形シート、９２…第二の成形シート、９４…第三の成形シート、９５，９６…積層シート、９７…第四の成形シート、９８…積層シート、１００…プラズマ発生電極用成形体、１０１…平板部（平板）、１０２…突条部（突条部材）、１０３…第一の成形部材、１０４…第二の成形部材（平板）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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